【8A文】铜冶金.ppt

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1、1.3铜冶金铜具有优异的性能，易于加工和广泛的用途，铜和铜合金是最有商业价值的金属之一。通常主要利用其优异的导电导热性，出众的抗蚀性和易加工性。一般，铜合金是无磁性的，具有中等强度、硬度和疲劳抗力。1.3.1铜的性质和用途1.3.2炼铜原料、炼铜方法1.3.3火法冶金工艺炼铜的工艺过程与冶金原理1.3.4湿法冶金工艺简介1.3.1铜的性质和用途（1）物理性质玫瑰红色金属，熔点1083℃，沸点2310℃，密度8.89g/cm3，标准电位+0.34。具有良好的导电、导热性具有良好的延性和展性（2）化学性质常温干燥空气中不氧化，在含CO2的潮湿空气中形成CuCO3·Cu

2、(OH)2。185℃开始氧化，<350℃生成Cu2O，>350℃形成CuO（3）用途电气工业Electricalindustry（47%）消费与照明产品Consumerandlightingproducts（9%）运输Transportation（9%）工业机械Industrialmachinery（13%）市政建设Civilconstruction（22%）1993年统计的发达国家铜的应用领域份额1.3.2炼铜原料、炼铜方法（1）炼铜原料炼铜原料主要是铜矿石，地球上很多地方有铜矿。它们具有不同的种类（240余种）、成分和含量。地壳中的含量0.01%。所开采的是两

3、种不同类型的矿石——氧化矿和硫化矿。硫化矿物：黄铜矿（CuFeS2）、斑铜矿（Cu3FeS2）、辉铜矿（Cu2S）、铜蓝（CuS）等。氧化矿物有：孔雀石（CuCO3·Cu(OH)2）、硅孔雀石（CuSiO3·2H2O）、赤铜矿（Cu2O）、胆矾（CuSO4·5H2O）等。90%的铜来自于硫化矿，10%来自于氧化矿。铜矿石的组成铜矿石中除含铜矿物外，还伴生有其他金属矿物和脉石矿物。金属矿物，例如，在硫化铜矿中含黄铁矿（FeS2）、磁黄铁矿（Fe7S8）、闪锌矿（ZnS）等，氧化铜矿中也有褐铁矿（2Fe2O3.H2O）、赤铁矿（Fe2O3）、菱铁矿（FeCO3）和其它

4、的氧化物矿物。铜矿中的脉石主要是石英，其它有方解石(CaCO3)，长石(KAlSi3O8)、云母(KAlSiO)等。全球铜资源储量与分布全球铜资源储量分布（图）来源：美国地质勘察局铜矿的主要分布铜相对于铝、锌、铅、铁等金属较为稀有，在地壳中的含量仅有0.005%。世界铜资源储量基础较多的国家有智利、美国、波兰、赞比亚、俄罗斯、扎伊尔、秘鲁、加拿大、澳大利亚、哈萨克斯坦、印度尼西亚、菲律宾和中国等。主要集中在智利、秘鲁等国，这两个国家铜储量为2.2亿吨，占世界总储量的比例分别高达29%、11%。据美国地质勘查局(USGS)数据，2003年-2008年期间世界铜储量自

5、3.4亿吨增加至5.5亿吨，。2008年世界铜储量为5.5亿吨，储量基础为10.0亿吨，资源保障时间达35年全球精炼铜产量分布中国铜矿资源状况我国目前已探明铜矿产地913处，累计探明铜储量7372.52万吨(1997)，目前我国的铜储量占同年世界储量基础的12.1%，居智利和美国之后，列世界第3位占全国保有储量多的省有：江西(20.4%)，西藏(15.2%)和云南(11.2%)，3省区合计46.8%；占全国保有储量较多的省区有：甘肃(6.5%)内蒙古(5.4%),湖北(5.1%)和黑龙江(5%)，5省区合计为27.7%,以上8省区合计占74.5%；其余的25.5%

6、散布在其它22个省区内。中国铜矿分布我国虽然铜资源贫乏，但却是世界主要的精炼铜生产过之一。2004年阴极铜产量达209.2万吨，占世界总产量的13%，仅次于智利。国内主要铜生产企业产量(单位：万吨)我国铜的生产（2）炼铜方法及其工艺流程两类不同的矿石用不同的冶金工艺。有火法冶金和湿法冶金工艺两大类。火法冶金工艺：用于处理硫化铜矿，火法炼铜工艺如图1-27所示。湿法冶金工艺：用于处理氧化矿，湿法冶金工艺流程见图1-28。从矿床开采出来的铜矿石中，铜的品位很低(0.5-2%)，不能直接用于冶炼，需经选矿富集成精矿再去冶炼。铜精矿的含铜量可达15-35%。1.3.3火法

7、冶金工艺炼铜的工艺过程与冶金原理1．冶金工艺原理进入冶炼厂的铜矿都为浮选后的铜精矿，品位10～35%Cu。因此，要把铜矿中的铜提取出来，其基本思路是：精矿在高温下熔化时，各种铜的硫化物都要转变成Cu2S。先制得硫化物（造锍）——→再将其氧化得到粗铜（转炉吹炼）——→进行火法精炼（阳极炉）——→电解精炼（阴极铜）①造锍熔炼②转炉吹炼③火法精炼④电解精炼其工艺流程见图1-27火法炼铜工艺过程可分4大步：Toughpitch:韧铜、火精铜、插树精炼铜（1）造锍熔炼造锍熔炼就是得到硫化物（主要是Cu2S+FeS）互熔体的过程。①原理：②涉及的主要化学反应③闪速炉造锍熔炼①

8、原理：造锍